一种适用于多操作对象的机械手及操作方法技术

本发明专利技术涉及一种适用于多操作对象的机械手及操作方法，该机械手包括手掌部和手指部，手掌部采用平面的五杆并联机构或由多个五杆并联机构并联而成，手指部可拆卸地连接在五杆并联机构上，手指部由手掌部驱动；手掌部由两个驱动源共同驱动，两个驱动源分别定义为第一驱动源和第二驱动源；第一驱动源和第二驱动源中至少一个为移动驱动装置或旋转驱动装置；手指部包括多个手指，手指采用硬手指、软体手指或吸嘴。采用多吸嘴同时吸取多个货品时，机械臂运动过程中，吸取的多个物品之间还可以有相对运动。本发明专利技术还公开了一种基于上述机械手的操作方法。本发明专利技术可以有效满足多种复杂对象的抓取、吸取需求，使得机械手具有更好的通用性与适应性、更高效率。更高效率。更高效率。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于多操作对象的机械手及操作方法


[0001]本专利技术涉及机器人
，尤其是指一种适用于多操作对象的机械手及操作方法。

技术介绍

[0002]一般的电商物流领域的入库流程为：在电商配送中心入口，人工剪断打包带、割开封胶带、翻开箱盖大板与箱盖小板，然后手工抓取货品到扫码机处识别标识码，再放回瓦楞纸箱，瓦楞纸箱进入自动化立体仓库的库位；
[0003]补货流程为：超市货架的货品不够时，运输瓦楞纸箱到相应超市货架，再手工开箱、手工将货品放置在超市货架相应位置；
[0004]配货流程为：人工拖运订单周转箱到订单货品处，取下货品、扫码、放进订单周转箱，多个订单货品需要满场找寻，订单周转箱的订单货品齐全后再送至包装工位。
[0005]现有的上述流程大多采用人工完成，工作效率较低，为了提高工作效率，可利用机械手进行货品的抓取操作，但是由于抓取对象复杂，不仅存在尺寸大小差异、形状不同的物形问题，而且存在材质软硬韧脆的物性问题，并且还存在货品的紧靠叠放混乱的物态问题。此外，农产品和食品等物品的采摘与分拣，抓取对象同样也存在前述物形、物性、物态上的共性难题，现有的机械手无法满足复杂对象的抓取需求，抓取效果不佳，机械手的通用性与适应性较差。

技术实现思路

[0006]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中机械手无法满足复杂对象的抓取需求的缺陷，提高机械手的通用性与适应性。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种适用于多操作对象的机械手，包括手掌部和手指部，所述手掌部采用平面的五杆并联机构或由多个五杆并联机构并联而成，所述手指部可拆卸地连接在所述五杆并联机构上，所述手指部由所述手掌部驱动；
[0008]所述手掌部由两个驱动源共同驱动，两个驱动源分别定义为第一驱动源和第二驱动源；
[0009]所述五杆并联机构包括第一驱动件和第二驱动件，所述第一驱动件由所述第一驱动源驱动，所述第二驱动件由所述第二驱动源驱动；
[0010]所述第一驱动源和第二驱动源中至少一个为移动驱动装置或旋转驱动装置；
[0011]所述手指部包括多个手指，所述手指采用硬手指、软体手指或吸嘴，所述硬手指用于夹持抓取货品，所述软体手指用于包裹抓取货品，所述吸嘴用于利用真空吸附抓取货品。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述五杆并联机构包括依次连接的五个连杆，所述手指部的多个所述手指分别连接在不同的连杆上；
[0013]每个所述五杆并联机构中均存在一个连杆作为所述第一驱动件，另一个连杆作为所述第二驱动件。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述移动驱动装置采用一类移动驱动机构，所述一类移动驱动机构包括第一杆件和第二杆件，所述第一杆件上连接有安装板，所述安装板上连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端连接有正螺纹丝杠，所述正螺纹丝杠上设置有正旋螺纹部，所述正旋螺纹部上连接有正旋传动螺母，所述正旋传动螺母上连接有第一移动件，所述第一移动件通过第一滚动轴承和第一转轴相连接，所述第一转轴上连接有第二杆件。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述一类移动驱动机构还包括第一导杆，所述第一移动件的两端均设置有导向孔，所述导向孔内均穿设有第一导杆，所述导向孔和第一导杆之间均连接有第一直线轴承，所述第一导杆的两端均通过导杆支架和所述第一杆件相连接。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述移动驱动装置采用二类移动驱动机构，所述二类移动驱动机构包括第一杆件和第二杆件，所述第一杆件上连接有安装板，所述安装板上连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端连接有正螺纹丝杠，所述正螺纹丝杠上设置有正旋螺纹部，所述正旋螺纹部上连接有正旋传动螺母，所述正旋传动螺母上连接有第一移动件，所述第一移动件上固定连接有第二杆件。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述移动驱动装置采用三类移动驱动机构，所述三类移动驱动机构包括第一杆件和第二杆件，所述第一杆件上连接有安装板，所述安装板上连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端连接有正反螺纹丝杠，所述正反螺纹丝杠上设置有正旋螺纹部和反旋螺纹部，所述正旋螺纹部和反旋螺纹部的螺纹旋向相反，所述正旋螺纹部上连接有正旋传动螺母，所述反旋螺纹部上连接有反旋传动螺母，所述正旋传动螺母和反旋传动螺母上均连接有第一移动件，所述第一移动件均通过第一滚动轴承和第一转轴相连接，所述第一转轴上均连接有第二杆件。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，所述旋转驱动装置采用一类旋转驱动机构，所述一类旋转驱动机构包括第一杆件、第二杆件和第二转轴，所述第一杆件上连接有第二转轴，所述第一杆件通过第一滚动轴承和第二转轴相连接，所述第二转轴的由第二驱动电机驱动旋转，所述第二转轴的输出端连接有第二杆件。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述旋转驱动装置采用二类旋转驱动机构，所述二类旋转驱动机构包括第一杆件、第二杆件、第二转轴和第三转轴，所述第一杆件上连接有第二转轴和第三转轴，所述第二转轴通过第一滚动轴承和所述第一杆件相连接，所述第三转轴也通过第一滚动轴承和所述第一杆件相连接，所述第二转轴上连接有主动齿轮，所述第三转轴上连接有被动齿轮，所述主动齿轮和被动齿轮相啮合，所述第二转轴由的第二驱动电机驱动旋转，所述第二转轴和第三转轴的输出端均连接有第二杆件。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，所述硬手指包括板体，所述板体用于和货品相接触，所述板体呈平直板、纵向截面V形板或横向截面弧形板。
[0021]一种采用上述任一项所述的机械手的操作方法，所述手指部包括多个手指，且所述手指为吸嘴，利用所述手指部的多个所述吸嘴同时吸取多个货品时，在机械臂运动过程中，吸取的多个货品之间可以进行相对运动。
[0022]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0023]本专利技术所述适用于多操作对象的机械手及操作方法，可以有效满足多种复杂对象的抓取需求，使得机械手具有更好的通用性与适应性。
[0024]能够实现捏取(夹取)、包络抓取(单指多接触点)、包裹抓取(分布接触)、吸取各种复杂对象；并且同时吸住多个货品后，机械臂运动过程中，各吸嘴相对位置可调整，便于每个吸嘴所吸取对象的距离调整，成倍提高效率。
[0025]手指部由五杆并联机构驱动而改变手指(硬手指、软体手指、吸嘴)的运动轨迹和最终位置，避免碰到货品，利于调整接触位置与接触状态。
[0026]采用多个吸嘴同时吸取多个货品时，在机械臂运动过程中，吸取的多个物品之间还可以有相对运动，成倍提高了货品装箱操作或取货分箱操作的效率。
附图说明
[0027]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
[0028]图1是本专利技术中平直板形式的硬手指结构的主视图；
[0029]图2为本专利技术中纵向截面V形板形式的硬手指的主视图；
[0030]图3为本专利技术中横向截面弧形板形式的硬手指的主视图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于多操作对象的机械手，其特征在于：包括手掌部和手指部，所述手掌部采用平面的五杆并联机构或由多个五杆并联机构并联而成，所述手指部可拆卸地连接在所述五杆并联机构上，所述手指部由所述手掌部驱动；所述手掌部由两个驱动源共同驱动，两个驱动源分别定义为第一驱动源和第二驱动源；所述五杆并联机构包括第一驱动件和第二驱动件，所述第一驱动件由所述第一驱动源驱动，所述第二驱动件由所述第二驱动源驱动；所述第一驱动源和第二驱动源中至少一个为移动驱动装置或旋转驱动装置；所述手指部包括多个手指，所述手指采用硬手指、软体手指或吸嘴，所述硬手指用于夹持抓取货品，所述软体手指用于包裹抓取货品，所述吸嘴用于利用真空吸附抓取货品。2.根据权利要求1所述的适用于多操作对象的机械手，其特征在于：所述五杆并联机构包括依次连接的五个连杆，所述手指部的多个所述手指分别连接在不同的连杆上；每个所述五杆并联机构中均存在一个连杆作为所述第一驱动件，另一个连杆作为所述第二驱动件。3.根据权利要求2所述的适用于多操作对象的机械手，其特征在于：所述移动驱动装置采用一类移动驱动机构，所述一类移动驱动机构包括第一杆件和第二杆件，所述第一杆件上连接有安装板，所述安装板上连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端连接有正螺纹丝杠，所述正螺纹丝杠上设置有正旋螺纹部，所述正旋螺纹部上连接有正旋传动螺母，所述正旋传动螺母上连接有第一移动件，所述第一移动件通过第一滚动轴承和第一转轴相连接，所述第一转轴上连接有第二杆件。4.根据权利要求3所述的适用于多操作对象的机械手，其特征在于：所述一类移动驱动机构还包括第一导杆，所述第一移动件的两端均设置有导向孔，所述导向孔内均穿设有第一导杆，所述导向孔和第一导杆之间均连接有第一直线轴承，所述第一导杆的两端均通过导杆支架和所述第一杆件相连接。5.根据权利要求2所述的适用于多操作对象的机械手，其特征在于：所述移动驱动装置采用二类移动驱动机构，所述二类移动驱动机构包括第一杆件和第二杆件，所述第一杆件上连接有安装板，所述安装板上连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端连接有正螺纹丝杠，所述正螺纹丝杠上设置有正旋螺纹部，所述正旋螺纹部上连接有正...

【专利技术属性】
技术研发人员：章军，刘禹，陈彦秋，吕兵，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：